Socialización del proyecto en la Academia Superior de Artes de Bogotá

Al tener el prototipo en su versión final, nos dirigimos a la facultada de artes de la universidad Distrital Francisco José de Caldas para realizar la presentación de este en un espacio académico, esto porque consideramos que la investigación que se hace en el espacio de la universidad debe fortalecer los procesos académicos de la misma. En este caso logramos participar de una sesión de clase titulada “Ensamble de música contemporánea” orientada por el maestro Juan Camilo Vásquez, en este espacio se nos permitió presentar a los estudiantes y al maestro las posibilidades que se despliegan del uso de este proyecto para sus propios espacios de trabajo curricular. Después de presentar las posibilidades, su funcionamiento y una explicación teórica del diseño, el docente intervino para señalar la importancia de seguir desarrollando investigaciones transdisciplinarias que nutran las prácticas de enseñanza y aprendizaje que se dan en la universidad.

145 Figura 112. Explicación del dispositivo a estudiantes de la facultad ASAB.

Los estudiantes por su parte validaron el proyecto a partir de sus conocimientos respecto a la calidad del sonido, emplearon el instrumento (bajo eléctrico) para realizar pruebas y evidenciaron que a pesar de ser inalámbrico el sonido era de buena calidad. También calificaron el aplicativo Android que modifica las frecuencias de corte de los filtros como novedoso, y de utilidad para su ejercicio académico y profesional. Cabe resaltar que uno de los aspectos que más llamo la atención a varios estudiantes fue el costo de fabricación, lo que indujo en ellos una necesidad de investigación para innovar en este tipo de proyectos.

146 Figura 113. Interacción de los estudiantes con el instrumento (bajo eléctrico) y su sonido.

147 CAPÍTULO 7. COSTOS

Elemento Cantidad Precio (dólares

(US$))/unidad PSoC 5LP 2 10 Fuentes dc (5v) 2 3 nRF24l01 2 3.64 HC05(bluetooth) 1 3.5 A.O tl072 1 0.5 AMS1117 (regulador 3.3v) 1 0.5 Regulador 7805 1 0.8 Baquelita 3 1

Tabla 4. Costos de elementos

148 CAPITULO 8. CONCLUSIONES

i) Durante el desarrollo de esta investigación se encontró que existe una deficiente cantidad de información que aborde proyectos con uso de la tecnología PSoC® (Programmable System-on-Chip), y más en el idioma español, por ende, las oportunidades de desarrollo e investigación son amplias para Colombia y demás países de habla hispana.

ii) Según el modelo o familia del PSoC, los módulos presentan diferencias. Por ende, es necesario revisar la hoja de datos, de tal forma que no existan problemas de compatibilidad entre el proyecto a efectuar y la capacidad del PSoC a utilizar. Para esta investigación se hizo uso de la familia PSoC 5LP, sus características permiten el cumplimiento de los objetivos propuestos, tanto para la transmisión como el tratamiento de la señal digital.

iii) Aunque el conversor sea tipo delta-sigma, el hecho de que exista una limitante en la resolución (máximo 12 bits) de salida del conversor digital-analógico (DVDAC) impide una relación señal a ruido de cuantificación mayor. Aun así, se puede plantear para investigaciones futuras el diseño de DACs que sobrepasen la resolución del componente actualmente disponible.

iv) A pesar de que la investigación se realizó con el fin de transmitir y recibir una señal que representa información de audio, es posible manejar otro tipo de información, como por ejemplo señales que varían su intensidad respecto a la temperatura o humedad.

v) Debido a que el asistente de diseño para los filtros presenta como limitación el uso de un único filtro preestablecido, cambiar los coeficientes de la memoria ram del módulo (Filtro) en tiempo real es un procedimiento que permite tener una gran cantidad de filtros a diferentes frecuencias de corte y de diferentes tipos (lowpass, highpass, etc) al alcance. En este proyecto se crearon tres filtros lowpass, a diferentes

149 frecuencias de corte, solo fue necesario cambiar la matriz de coeficientes, debido a que las matrices de control permanecen idénticas.

vi) Es importante tener en cuenta que, a mayor cantidad de coeficientes del filtro, será mayor la cantidad de operaciones que debe realizar el microprocesador, esto genera una respuesta no deseada o no esperada a la salida, además de un aumento del tiempo de procesamiento, lo que genera una mayor latencia.

vii) Se recomienda que la fuente de alimentación para el PSoC esté aislada o sea diferente a la del módulo bluetooth (hc05), debido a que se pueden presentar oscilaciones continuas que alteran el funcionamiento adecuado del transmisor.

viii) El módulo nRF24l01 tiene un protocolo de comunicación enfocado en la fiabilidad, es decir, que el paquete de datos llegue de manera correcta al receptor sin pérdida de información, su implementación conlleva procedimientos que generan retardos de tiempo. Nuestro proyecto está enfocado a la transmisión en tiempo real, por esto se es necesario deshabilitar este protocolo.

ix) En el mercado existen diferentes dispositivos que ofrecen una transmisión de señales de audio, sus precios se encuentran dentro el rango de los (35-500) dólares dependiendo de sus características; si el sistema de transmisión posee tratamiento digital de la señal su precio aumenta considerablemente, oscila desde los 500 $US a 2500 $US. En cuanto a nuestro prototipo, el costo de los materiales es de 39.58 $ US, esto porque su producción aún no es masificada y se debe comprar elementos por unidad a un precio mayor. Dado que el dispositivo se encuentra en fase de prototipo, su precio real a la venta no está contabilizado. No obstante, si se realiza una proyección del precio, el dispositivo debe encontrarse en una posición competitiva, ya que en costos está muy por debajo del precio del mercado.

El hecho de que en Colombia no existan empresas dedicadas a la producción de estos dispositivos y que estas se dediquen a la venta de productos importados, indica que nuestro prototipo posee una ventaja comparativa; en el sentido de que realizarlo en

150 masa en el país ahorraría costos de importación, lo que permitiría precios competitivos en el mercado nacional.

x) Se concluye que App Inventor 2 permite un desarrollo de aplicaciones de manera eficiente, ya que posee un entorno de desarrollo intuitivo y una programación con líneas de código basadas en diagramas de bloques. Esta aplicación desarrollada cumple con el objetivo de control de selección de los filtros el tiempo real mostrando en la pantalla imágenes con la respuesta en frecuencia de cada uno. A través de comandos activados por botones se puede controlar el PSoC5LP por comunicación BlueTooth entre el celular y el módulo HC-05 por protocolo UART. A pesar de tener la limitante de que aún solo está disponible para Android (ya existe oficialmente un acercamiento a la plataforma iOS), es una buena alternativa para proyectos en desarrollo donde se necesitan aplicativos en un tiempo considerablemente menor teniendo en cuenta que es online, gratuita y está en continuo desarrollo.

xi) Al realizarse las pruebas de latencia a 1 metro de distancia (por cuestiones de limitaciones del osciloscopio para la distancia de medición) se llega a un valor de 1,2 ms. Este retardo está dentro del rango admisible e incluso para distancias mayores a 30 m debido a que solo aumentará en función de la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en al aire (casi velocidad en el vacío) en 100 ns (3,3 ns por metro).

xii) Teniendo en cuenta estándares encontrados en el estado del arte, tiempos de latencia mayores a 20 ms no son aceptables por ser perceptibles o apreciables por los intérpretes en una presentación musical. En este proyecto se tiene una latencia máxima de 1,2 ms a una distancia de 1m, fue necesario el uso de transmisores y microcontroladores que trabajan con datos a velocidades mayores a 1 Mbps, ya que la tasa de bits es de 704 kbps. Es por eso que se prescinde de módulos bluetooth para envío de datos, como el HC-05 para este propósito ya que no llega a más de 460800

151 bps y además que poseen una latencia de 100 ms en la mayoría de los casos (véase latencia de audio bluetooth audífonos).

xiii) Este prototipo, aunque no está desarrollado para ser un modelo de producción en serie, satisface requerimientos de latencia y puede ser usado en presentaciones musicales con una puesta en escena o un performance en donde el intérprete tenga libertad de movimiento en un escenario grande y no tenga que alejarse por más de 50 m del elemento transmisor (escenario al aire libre).

xiv) Al presentar el prototipo a algunos estudiantes y maestros de la comunidad de la facultad de artes ASAB, demostraron bastante curiosidad e interés en aprender, colaborar y poder desarrollar proyectos interdisciplinarios con el proyecto curricular de ingeniería electrónica. Un dispositivo que junta dos subsistemas generalmente aislados (DSP y transmisión wireless), fue algo novedoso e interesante para ellos, teniendo en cuenta además el costo total del prototipo comparado con sistemas únicamente de transmisión inalámbrica siendo apenas un producto en desarrollo y con posibles mejoras. Con lo cual es un primer paso en procesos de acercamiento y trabajo mancomunado para generar experiencias y conocimientos en áreas aparentemente distantes.

xv) Al ser un proyecto que busca reemplazar largos cables coaxiales (ondas guiadas) para transmitir las señales de los instrumentos por una transmisión de ondas inalámbricas, tiene un impacto ambiental positivo al reducir el uso de plástico y otros materiales no biodegradables que son incinerados para recuperar el cobre del cable y que son altamente contaminantes para el medio ambiente.

xvi) El circuito preamplificador (acondicionador) es diseñado para instrumentos de alta impedancia de salida (guitarras eléctricas, bajos eléctricos, teclados, etc). Sin embargo, para futuros avances y mejoras del prototipo puede ser extendido a baja impedancia como las de los micrófonos.

152 xvii) En el proceso de diseño de los filtros digitales con el asistente de PSoC Creator, se ajusta la frecuencia de corte y su respuesta en frecuencia con parámetros de frecuencia de muestreo, cantidad de etapas y frecuencia de corte deseada. Sin embargo, la frecuencia de corte real (-3 dB) varía con los tres parámetros y no depende solamente del parámetro de frecuencia de corte deseada. Aunado a esto, la cantidad de coeficientes depende de estos tres parámetros y puede llegar a agregar un retardo por cantidad de procesamiento. Se recomienda para futuras investigaciones y/o avances encontrar la limitación para la cantidad de coeficientes máximos manteniendo un funcionamiento óptimo del sistema (baja latencia y estabilidad de la señal). Además, estudiar las razones y posibles soluciones en aras de mejorar la eficiencia de los filtros y disminuir los porcentajes de error encontrados en los resultados.

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